一种功率变换器、光伏发电系统及光伏优化器技术方案

2、为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，提供了一种功率变换器，所述功率变换器用于通过电力传输线与数据采集器或光伏优化器通信，所述光伏优化器用于连接光伏发电板，所述功率变换器包括射频处理电路、第一隔离器、第二隔离器、上变频模组、下变频模组和耦合器。其中：所述耦合器用于将发送信号耦合至所述电力传输线传输给所述数据采集器或所述光伏优化器，还用于接收所述数据采集器或所述光伏优化器通过所述电力传输线传输给所述功率变换器的接收信号。所述耦合器的第一输出端与所述上变频模组的输入端连接，所述上变频模组的输出端与所述第一隔离器的输入端连接，所述第一隔离器的输出端与所述射频处理电路的输入端连接。所述耦合器的第一输出端用于将所述接收信号传输至所述上变频模组的输入端。所述上变频模组用于：将所述接收信号转换为所述第一射频信号。所述射频处理电路用于：获取第一射频信号。所述射频处理电路的输出端与所述第二隔离器的输入端连接，所述第二隔离器的输出端与所述下变频模组的输入端连接，所述下变频模组的输出端与所述耦合器的第一输入端连接，所述耦合器的第一输入端用于接收所述下变频模组输出端发送的所述发送信号。所述射频处理电路用于：发送第二射频信号；所述下变频模组用于：将所述第二射频信号转换为所述发送信号。对应的射频信号在所述第一隔离器和所述第二隔离器上单向导通传输。

4、示例性地，以第一射频信号在第一隔离器上进行传输为例，单向导通传输是指第一射频信号只能从第一隔离器的输入端传输至第一隔离器的输出端，而不能从第一隔离器的输出端反向传输至第一隔离器的输入端。以第二射频信号在第二隔离器上进行传输为例，单向导通传输是指第二射频信号只能从第二隔离器的输入端传输至第二隔离器的输出端，而不能从第二隔离器的输出端反向传输至第二隔离器的输入端。

5、功率变换器可以基于电力传输线与数据采集器或光伏优化器实现plc全双工通信。但是在电力载波通信的应用场景中，电力传输线上传输的射频信号的频率比较低，其远远低于无线射频通信的工作频率。而当进行plc全双工的收发通信时，接收路径和发射路径之间需要进行收发隔离，以实现接收和发射的正常工作。这对收发之间的隔离度有着非常高的要求。但是在信号设计中，许多隔离器件都是为高频的无线通信应用场景设计，这些隔离器件在阻抗特性设计、工作频段设计等方面难以适用于电力载波通信的低频的射频信号。而在本申请实施例中，通过在功率变换器的射频处理电路和电力传输线之间对电力载波通信的射频信号进行变频设计，从而实现可以将高频的无线通信系统中优良性能的隔离器应用到电力载波通信的场景中，从而提高了收发隔离度，并降低了其他硬件性能设计匹配的设计复杂度。具体地，可以基于上变频模组将接收到的接收信号进行上变频处理，以得到频率更高的第一射频信号。此时，可以实现将高频的无线通信系统中所应用的具有单向导通传输特性的隔离器(例如第一隔离器)适配在功率变换器中对第一射频信号进行单向导通传输设计。同样地，射频处理电路也可以发射频率较高的第二射频信号，基于下变频模组对高频的第二射频信号进行下变频，以将高频的第二射频信号的处理为频率更低的发送信号，并通过耦合器向电力传输线传输低频的发送信号。此时，可以在射频处理电路和下变频模组之间设置高频的通信系统中所应用的具有单向导通传输特性的隔离器(例如第二隔离器)。本申请实施例中通过上变频模组和下变频模组进行射频信号的变频处理，从而实现将高频的无线通信系统中的隔离器件适配到应用低频的电力载波通信技术的功率变换器中，实现了高隔离度的plc全双工通信的收发干扰噪声隔离设计。

6、在一种可能的实施方式中，第一隔离器和/或第二隔离器中包括至少一个环形器；当至少一个环形器包括多个环形器时，多个环形器形成级联传输结构，在级联传输结构中，第一级的环形器的第一端为隔离器的输入端，最末级的环形器的第二端为隔离器的输出端；相邻两级环形器中前级的环形器的第二端与后级的环形器的第一端连接。在本申请实施例中，可以基于环形器设计第一隔离器和/或第二隔离器。环形器为一种具有多个端口的非可逆器件。环形器的多个端口之间具有确定的信号传输顺序。以多个端口中的任一端口作为输入端，则输入环形器的信号只能从该任一端口对应的下一端口输出。同时，环形器还具有低传输插损和高端口隔离度的特性。除此以外，因环形器的各端口的高隔离度等优点，各端口之间的阻抗相对独立，应用环形器还可以降低不同端口之间的耦合阻抗的设计难度。因环形器的上述优良特性，其通常被设计为高频的无线通信系统中具有单向导通传输特性的信号隔离器件。但环形器的设计也与信号的频段相关，若在低频段的信号通信系统中，例如电力载波通信系统中，其要求带宽较宽，使得环形器在低频段设计下，器件体积开销大，影响设备的集成度；并且工作频段窄，难以实现较好的收发隔离效果。因此，传统的电力载波通信系统下，难以应用环形器作为隔离器。而在本申请实施例中，通过上变频模组和下变频模组，可以对电力载波通信系统中的射频信号进行变频处理，以适应于环形器的工作频段，从而实现环形器在低频的电力载波通信系统中的全双工通信下的收发隔离应用。当环形器为多级串联时，由于多个环形器的单向导通特性，可以提升隔离度，以应用于在更高隔离精度要求的应用场景下。功率变换器基于本实施例可本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器用于通过电力传输线与数据采集器或光伏优化器通信，所述光伏优化器用于连接光伏发电板，所述功率变换器包括射频处理电路、第一隔离器、第二隔离器、上变频模组、下变频模组和耦合器；其中：

2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述第一隔离器和/或所述第二隔离器中包括至少一个环形器；当所述至少一个环形器包括多个环形器时，多个环形器形成级联传输结构，在所述级联传输结构中，第一级的所述环形器的第一端为隔离器的输入端，最末级的所述环形器的第二端为隔离器的输出端；相邻两级所述环形器中前级的所述环形器的第二端与后级的所述环形器的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，每个所述环形器的第三端连接有干扰噪声隔离电路，所述干扰噪声隔离电路用于滤除从对应的所述环形器的第二端传输至第三端的干扰噪声信号。

4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述干扰噪声隔离电路为负载匹配电路，所述负载匹配电路用于吸收所述干扰噪声信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述上变频模组包括上变频混频器和第一本振电路；所述上变频混频器的输入端与所述耦合器的第一输出端连接，所述上变频混频器的输出端与所述第一隔离器的输入端连接；所述第一本振电路与所述上变频混频器的参考信号端连接；其中：

6.根据权利要求5所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括第一滤波器和第二滤波器；

7.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述下变频模组包括下变频混频器和第二本振电路；所述下变频混频器的输入端与所述第二隔离器的输出端连接，所述下变频混频器的输出端与所述耦合器的第一输入端连接；所述第二本振电路与所述下变频混频器的参考信号端连接；其中：

8.根据权利要求7所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括第三滤波器和第四滤波器；

9.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括去耦电路；

10.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括数据处理电路；所述数据处理电路与所述射频处理电路连接；其中，

11.一种光伏发电系统，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1-10任一项所述的功率变换器和数据采集器，所述一个或多个功率变换器用于通过所述电力传输线与所述数据采集器通信。

12.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的功率变换器和一个或多个光伏优化器，所述功率变换器用于通过所述电力传输线与所述一个或多个光伏优化器通信，所述一个或多个光伏优化器中每个光伏优化器用于连接光伏发电板。

13.一种光伏优化器，其特征在于，所述光伏优化器用于连接光伏发电板，将所述光伏发电板产生的电能传递给功率变换器，并通过电力传输线与所述功率变换器通信；所述光伏优化器包括射频处理电路、第一隔离器、第二隔离器、上变频模组、下变频模组和耦合器；其中：

【技术特征摘要】

1.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器用于通过电力传输线与数据采集器或光伏优化器通信，所述光伏优化器用于连接光伏发电板，所述功率变换器包括射频处理电路、第一隔离器、第二隔离器、上变频模组、下变频模组和耦合器；其中：

2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述第一隔离器和/或所述第二隔离器中包括至少一个环形器；当所述至少一个环形器包括多个环形器时，多个环形器形成级联传输结构，在所述级联传输结构中，第一级的所述环形器的第一端为隔离器的输入端，最末级的所述环形器的第二端为隔离器的输出端；相邻两级所述环形器中前级的所述环形器的第二端与后级的所述环形器的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，每个所述环形器的第三端连接有干扰噪声隔离电路，所述干扰噪声隔离电路用于滤除从对应的所述环形器的第二端传输至第三端的干扰噪声信号。

4.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述干扰噪声隔离电路为负载匹配电路，所述负载匹配电路用于吸收所述干扰噪声信号。

5.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述上变频模组包括上变频混频器和第一本振电路；所述上变频混频器的输入端与所述耦合器的第一输出端连接，所述上变频混频器的输出端与所述第一隔离器的输入端连接；所述第一本振电路与所述上变频混频器的参考信号端连接；其中：

6.根据权利要求5所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器还包括第一滤波器和第二滤波器；